Bediengeräte zur 3D-Bewegungsführung

Die vorliegende Arbeit entstand wahrend meiner Tatigkeit als wissen schaftlicher Mitarbeiter am Laboratorium fUr Werkzeugmaschinen und Be triebslehre der Rheinisch-Westfalischen Technischen Hochschule Aachen. Herrn Professor Dr. -Ing. M. Week, dem Leiter des Lehrstuhls fUr Werk zeugmaschinen, danke ich fUr seine vielfaltigen Anregungen, seine Un terstlitzung und groBzligige Forderung, die die AusfUhrung dieser Arbeit ermoglichten. Weiterhin danke ich Herrn Professor Dr. -Ing. P. Drews fUr die eingehen de Durchsicht der Arbeit sowie die Ubernahme des Korreferats. Darliber hinaus mochte ich mich bei allen herzlich bedanken, die mich durch ihre Hilfsbereitschaft bei der DurchfUhrung und Durchsicht der Ar beit unterstlitzt haben. Dieser Dank gilt besonders den Herren Dr. -Ing. F. WeiB, Dr. -Ing H. Schonbohm und Dipl. -Ing. W. Fischer. -VI- Inhaltsverzeichnis Seite Formelzeichen m 1. Einleitung 1 2. Industrierobotersysteme 4 2. 1 Bauformen, Arbeitsraume und Kinematik 4 2. 2 Steuerungen 7 2. 2. 1 Koordinatentransformation 8 2. 2. 2 Bewegungssteuerung 11 2. 2. 3 Sensoreingriff 12 2. 3 Programmierverfahren 13 2. 3. 1 ProzeBnahe Programmierung 14 2. 3. 2 ProzeBferne Programmierung 17 2. 3. 3 Hybride Programmierung 18 3. Zielsetzung und Aurgabenstellung 19 4. Bedienelemente zur Bewegungsprogrammierung 21 4. 1 Klassifizierung manueller Bedienelemente 22 4. 2 Genauigkeitsanforderungen an Bedienelemente 24 4. 3 Bedienelemente-Bauarten 26 4. 3. 1 3-D-SteuerknUppel 26 4. 3. 2 Kraft-Momenten-Sensoren 27 5. BewegungsfLihrung mit Kraftvorgabe 31 5. 1 Kraftgegenkopplung 31 5. 2 KraftrUckfUhrung auf das Bedienelement 35 6. Mobile Bediengerate zur BewegungsfLihrung 38 6. 1 Verfahren zur berUhrungslosen Orientierungserfassung 39 6. 1.

1. Einleitung. - 2. Industrierobotersysteme. - 2. 1 Bauformen, Arbeitsräume und Kinematik. - 2. 2 Steuerungen. - 2. 3 Programmierverfahren. - 3. Zielsetzung und Aufgabenstellung. - 4. Bedienelemente zur Bewegungsprogrammierung. - 4. 1 Klassifizierung manueller Bedienelemente. - 4. 2 Genauigkeitsanforderungen an Bedienelemente. - 4. 3 Bedienelemente-Bauarten. - 5. Bewegungsfiihrung mit Kraftvorgabe. - 5. 1 Kraftgegenkopplung. - 5. 2 Kraftrückführung auf das Bedienelement. - 6. Mobile Bediengeräte zur Bewegungsfiihrung. - 6. 1 Verfahren zur berührungslosen Orientierungserfassung. - 6. 2 Realisierung eines mobilen Roboter-Bediengerätes mit orientierungsneutralem Sensor zur Bewegungsführung. - 6. 3 Anschluß des Bediengerätes an die Robotersteuerung. - 6. 4 Einsatzerfahrungen. - 7. Programmierzeiger zur dreidimensionalen Bewegungsführung. - 7. 1 Bedienung. - 7. 2 Aufbau, Funktionsprinzip, Sensorik. - 7. 3 Algorithmen. - 7. 4 Einsatzerfahrungen. - 7. 5 Weiterentwicklung. - 8. Ausblick. - 9. Zusammenfassung. - 10. Literaturverzeichnis.